ПРЕДИСЛОВИЕ

На протяжении последних трех десятилетий остается справедливым закон Мура (Moore's Law), согласно которому полупроводниковая техника развивается экс­поненциально. Эксперты предсказывают, что это будет продолжаться, по край­ней мере, в течение еще одного десятилетия. Когда только появились интеграль­ные схемы, в одном корпусе было порядка дюжины транзисторов. Сегодня в результате экспоненциального роста плотности упаковки микропроцессоры пре­одолели отметку в 10 миллионов транзисторов на один кристалл. Менее чем че­рез 10 лет это число достигнет 100 миллионов.

Чтобы соответствовать закону Мура, радикально изменились методы проек­тирования. Когда-то разводка логических схем вручную была нормой. Сегодня схема возникает в результате описания ее проектировщиком на языке высокого уровня. Соединения, выполнявшиеся ранее на плате с помощью печатного мон­тажа, теперь оказались перенесенными внутрь кристалла. Применение принци­пов программируемой логики позволяет модифицировать логические функции, реализуемые данным кристаллом, и соединения в нем, не вынимая его из схемы, в которой он используется.

Как должна реагировать система образования на требования закона Мура? Что нужно сделать, чтобы студенты могли воспользоваться приобретенными на­выками сегодня и имели возможность приспособить их завтра к устройствам будущих поколений? Именно с этой проблемой столкнулся Джон Уэйкерли, ког­да приступал к работе.

Его подход многогранен. Он основан на исходных принципах цифровой элек­троники, не меняющихся с развитием технологии, состоящих в рассмотрении комбинационных и последовательностных логических схем и конечных автома­тов. Уэйкерли совмещает эти принципы со средствами и практическими приема­ми проектирования современных устройств. Его подход включает применение таких языков проектирования, как ABEL и VHDL, представление проекта в виде схемы, состоящей из больших структурных блоков, и реализацию проекта сред­ствами программируемой логики. Успех проектирования в значительной степе­ни определяется применением этих методов.

Самая трудная задача состоит в том, чтобы помочь учащимся адаптироваться к неизбежным предстоящим изменениям. Уэйкерли решает эту задачу, раскры­вая то, что происходит на уровнях, лежащих ниже уровня логики. Так, например, он приводит транзисторные схемы вентилей и применяет их при рассмотрении вопросов, относящихся к временным задержкам и шумам. Вентили могут стано­виться более быстрыми и компактными, работать с другими управляющими на­пряжениями, но как гарантировать их правильное и надежное функционирова­ние - это как раз то, о чем пойдет речь. Изучая характеристики, ограничения и условия, приводящие к сбою, мы оказываемся способными учесть их на стадии проектирования. Рассматривая в качестве примера различные варианты реше­ния тех или иных задач, мы узнаем, чего стоят компромиссы, и как можно судить о качестве проекта. Благодаря этому наши навыки проектирования останутся пригодными и с появлением новых технологий.

Подход Уэйкерли замечателен также формой подачи материала, которая редко встречается в университетских учебниках. Читатель быстро оценит эффективность графического представления, забавный стиль изложения и поучительный харак­тер упражнений.

Закон Мура обрекает учебники на короткую жизнь. А вот учебник Уэйкерли является классическим.

Гарольд С. Стоун (Harold S. Stone) Принстон, Нью Джерси